Manutenzione industriale
con l’uso della termografia.
Guida alle applicazioni.
Indice
1. Rilevamento di collegamenti
elettrici allentati o corrosi
2. Rilevamento di squilibrio
elettrico e sovraccarichi
3. Ispezione di cuscinetti
4. Ispezione di motori elettrici
5. Ispezione di sistemi a
vapore
Rilevamento di collegamenti
1.
elettrici allentati o corrosi
Le immagini termografiche effettuate sui sistemi
elettrici sono in grado di mostrare le condizioni
operative delle apparecchiature installate.
Infatti, sin dall’introduzione della termografia,
Le letture relative ai collegamenti sulla pompa
evaporatore sono superiori di 50° nella fase C.
ovvero da oltre quaranta anni, la principale
applicazione termografica non militare è stata
l’ispezione degli impianti elettrici.
Il motivo per cui la termografia è
così adatta al monitoraggio degli
impianti elettrici è che i componenti
elettrici cominciano a deteriorarsi
subito dopo l’installazione.
Qualunque sia il carico di un
circuito, fattori come vibrazioni,
usura ed età provocano
l’allentamento dei contatti
elettrici, mentre le condizioni
ambientali possono accelerarne
la corrosione. In breve, tutti i
collegamenti elettrici, nel tempo,
vanno incontro a problemi.
Se non vengono individuati e
riparati, tali collegamenti difettosi
sono causa di guasti.
Fortunatamente, un contatto
allentato o corroso aumenta la
resistenza nel punto di
collegamento e poiché un
aumento della resistenza elettrica
provoca un aumento di calore,
tramite un’immagine termica è
possibile rilevare un problema
durante il suo sviluppo, prima
che si trasformi in un guasto a
tutti gli effetti.
L’individuazione e la correzione
dei collegamenti difettosi prima
che si verifichi un guasto,
previene lo sviluppo di incendi
ed eventuali interruzioni
potenzialmente gravi per le attività
produttive, commerciali e
istituzionali. Queste azioni
predittive sono importanti
perché il guasto di un impianto
fondamentale comporta
inevitabilmente un aumento dei
costi, un aggravio di manodopera
e materiali nonchè una riduzione
della produttività, mettendo a
rischio la redditività aziendale, la
sicurezza di dipendenti, utenti e
clienti.
Le argomentazioni riportate di
seguito sono incentrate sull’uso
della termografia per
l’individuazione di problemi
relativi a collegamenti allentati,
eccessivamente tesi o corrosi
negli impianti elettrici, tramite il
confronto delle temperature dei
collegamenti stessi all’interno dei
quadri.
Cosa controllare
Controllare le coperture e mettere
in esercizio l’impianto con almeno
il 40% del carico massimo.
Misurare il carico in modo da
valutare adeguatamente le misure
rispetto alle normali condizioni di
funzionamento. Attenzione: le
coperture dei quadri elettrici
devono essere rimosse soltanto
da personale qualificato
autorizzato utilizzando le
adeguate protezioni personali.
Memorizzare immagini termiche
di tutti i collegamenti con
temperature superiori a quelle di
altri collegamenti simili sottoposti
a carichi simili.
Cosa cercare
In generale, individuare i
collegamenti più caldi degli altri.
Essi presentano un’alta resistenza
probabilmente dovuta
all’allentamento, all’eccessiva
tensione o alla corrosione.
Generalmente (ma non sempre),
le zone calde correlate ai
collegamenti risultano più calde
nel punto di alta resistenza e si
raffreddano man mano che ci si
allontana.
Come osservato, in caso di
ulteriore allentamento o
corrosione, i collegamenti
surriscaldati possono provocare
un guasto e quindi devono essere
sistemati.
La soluzione migliore è creare un
percorso di ispezione regolare
che includa tutti i quadri elettrici
chiave e qualsiasi altro
collegamento ad alto carico, come
dispositivi di azionamento o di
disconnessione, comandi, ecc.
Salvare un’immagine termica di
ciascun collegamento sul
computer e tenere traccia delle
misure nel tempo, utilizzando il
software in dotazione con la
termocamera. In questo modo, si
ottengono immagini di riferimento
che consentiranno di determinare
più facilmente eventuali anomalie
di una zona calda e di verificare
se gli interventi di riparazione
sono stati efficaci.
Cosa indica un
“allarme rosso”
Le apparecchiature in condizioni
tali da costituire un rischio per la
sicurezza dovrebbero essere
riparate con priorità assoluta.
Le linee guida fornite dall’
International Electrical Testing
Association (NETA) suggeriscono
che quando la differenza di
temperatura (ΔT) tra componenti
simili sottoposti a carico simile
supera i 15°C, è necessario
effettuare immediatamente un
intervento di riparazione.
L’associazione NETA raccomanda
di procedere allo stesso modo
anche quando il valore ΔT tra un
componente e la temperatura
ambiente supera i 40°C.
Potenziale costo del guasto
Lasciato irrisolto, il
surriscaldamento di un
collegamento elettrico allentato
o corroso potrebbe causare
l’interruzione di un semplice
fusibile e comportare il fermo
dell’intero processo produttivo.
Quindi, occorrerebbe almeno
mezz’ora per interrompere
l’alimentazione, trovare un
fusibile di ricambio in magazzino
e sostituire il fusibile guasto. Il
costo relativo alla perdita di
produzione varierebbe in base al
tipo di industria e di lavorazione;
tuttavia per alcuni settori,
mezz’ora di perdita produttiva
può comportare costi molto
elevati. Ad esempio, nel settore
delle acciaierie, la perdita
produttiva risultante da inattività
è stata valutata di circa €1.000 al
minuto.
Le letture della temperatura indicano che i collegamenti sulle fasi A e B su questo dispositivo di interruzione
dell’illuminazione principale sono caldi, evidenziano un problema di bilanciamento del carico.
Suggerimento per l’acquisizione delle immagini
L’hardware utilizzato per i collegamenti e i contatti elettrici è spesso lucido e
riflette l’energia a raggi infrarossi emessa da altri oggetti nelle vicinanze;
ciò può interferire con la misura della temperatura e l’acquisizione delle
immagini. Anche un’apparecchiatura molto sporca può compromettere la
precisione delle immagini. Per ovviare a questi inconvenienti, attendere che
l’apparecchiatura non sia sotto tensione e applicare uno strato di colore scuro
non riflettente sulle aree della misurazione. Fare attenzione a non utilizzare
materiali combustibili come carta carbone o nastro in plastica.
Follow-up
I collegamenti surriscaldati
devono essere smontati, puliti,
riparati e rimontati. Se l’anomalia
persiste, è possibile che il problema
non siano i collegamenti, ma
potrebbe essere stato effettuato
un intervento di riparazione
errato. Utilizzare un multimetro,
un multimetro a pinza o un
analizzatore di rete per individuare
altre possibili cause del
surriscaldamento, come una
condizione di sovraccarico o di
squilibrio. Ogniqualvolta viene
individuato un problema tramite
una termocamera, utilizzare il
software correlato per documentare
i risultati in un report, includendo
un’immagine termica e un’immagine
digitale dell’apparecchiatura.
Questo è il modo migliore per
evidenziare i problemi riscontrati
e gli interventi di riparazione
consigliati.
Rilevamento di squilibrio
2.
elettrico e sovraccarichi
Le immagini termiche evidenziano facilmente le
differenze di temperatura nei circuiti elettrici
trifase industriali, rispetto alle normali
condizioni di funzionamento. Attraverso l’analisi
dei gradienti termici delle tre fasi, i tecnici
possono rapidamente individuare le anomalie
Lo squilibrio elettrico può essere
dovuto a diversi tipi di cause:
erogazione dell’alimentazione
difettosa, bassa tensione su una
diramazione o resistenza di
isolamento anomala all’interno
degli avvolgimenti del motore.
Anche un piccolo squilibrio di
tensione può provocare il
deterioramento dei collegamenti,
riducendo la quantità di tensione
fornita. I motori e gli altri carichi
utilizzeranno così un’eccessiva
quantità di corrente, produrranno
una coppia inferiore (con
sollecitazione meccanica
associata) e tenderanno a
guastarsi più velocemente.
Uno squilibrio di grave entità può
provocare l’interruzione di un
fusibile, riducendo il funzionamento
a una sola fase. Nel frattempo, la
corrente non equilibrata tornerà
sul neutro e di conseguenza lo
stabilimento verrà penalizzato
dall’ente erogatore per eccessivo
consumo di elettricità. In pratica,
è di fatto riconosciuto che è
prestazionali su singole diramazioni, dovute a
squilibrio o sovraccarico.
impossibile equilibrare
perfettamente le tensioni nelle tre
fasi. Per aiutare gli operatori delle
apparecchiature a determinare
livelli accettabili di squilibrio,
l’ente NEMA (National Electrical
Manufacturers Association) ha
redatto delle specifiche per
diversi dispositivi. Questi
riferimenti di base sono utili
termini di paragone durante le
operazioni di manutenzione e
diagnosi.
Cosa controllare
Acquisire inizialmente immagini
termiche di tutti i quadri elettrici
e degli altri punti di collegamento
ad alto carico, come dispositivi di
Le letture relative ai collegamenti sulla
pompa evaporatore sono superiori di 50°
azionamento o di blocco comandi,
nella fase 3.
ecc. Qualora vengano riscontrate
temperature più elevate, seguire
quel circuito ed esaminare le
derivazioni e i carichi associati.
Attenzione:
Controllare i quadri e gli altri
Le coperture dei quadri
collegamenti dopo aver rimosso le
elettrici devono essere rimossi
coperture. Sarebbe opportuno
soltanto da personale
controllare i dispositivi elettrici
qualificato autorizzato
quando si trovano in condizioni di
utilizzando le adeguate
completo riscaldamento e stabilità
procedure di protezione
di regime, con almeno il 40% del
personale.
carico tipico. In questo modo, le
misure possono essere
adeguatamente valutate e
confrontate con le normali
un collegamento difettoso o uno
condizioni di funzionamento.
squilibrio di armoniche possono
generare un quadro simile. Per la
Cosa cercare
diagnosi del problema si richiede
Carichi uguali dovrebbero
la misura del carico elettrico.
corrispondere a temperature
Nota: un circuito o una derivazione
uguali. In una situazione di carico
più fredda del normale possono
non equilibrato, le fasi con carico
maggiore risultano più calde delle essere indice di un componente
guasto. Una procedura valida è
altre a causa del calore generato
dalla resistenza. Tuttavia, un carico quella di creare un percorso di
non equilibrato, un sovraccarico,
ispezione regolare che includa tutti
i collegamenti elettrici chiave.
Utilizzando il software in dotazione
con la termocamera, salvare
ciascuna immagine acquisita su un
computer e tenere traccia delle
misure nel tempo. In questo modo,
si ottengono le immagini di
riferimento da confrontare con
immagini successive. Questa
procedura consente di determinare
l’eventuale anomalia di una zona
calda o fredda. Dopo aver eseguito
le operazioni correttive,
l’acquisizione di nuove immagini
consente di determinare se gli
interventi di riparazione sono stati
efficaci.
se utilizzati a livelli di squilibrio
superiori. Per altri tipi di
apparecchiature le percentuali di
squilibrio possono essere diverse.
della linea non deve essere
superiore al 10% del valore
nominale riportato sulla targa.
La tensione tra il neutro e la terra
indica quanto è carico il sistema e
Potenziale costo del guasto consente di rilevare la corrente
Il guasto di un motore è una
armonica. In caso di tensione
conseguenza tipica di uno
neutro-terra superiore al 3% è
squilibrio di tensione. Il costo
necessario effettuare ulteriori
totale include il costo del motore, indagini.
la manodopera richiesta per la
I carichi sono soggetti a variazioni
sostituzione, il costo del prodotto e una fase può improvvisamente
eliminato a causa della
essere inferiore del 5% su una
produzione irregolare, il
diramazione nel caso in cui un
funzionamento della linea e la
carico monofase molto elevato
perdita dei profitti durante il
diventi operativo. I cali di
periodo di inattività della linea.
tensione dovuti a fusibili e
Per la sostituzione di un motore
interruttori possono anche
da 50 hp, si prevede un costo
presentarsi come uno squilibrio a
Cosa indica un
annuale di € 5000, manodopera
livello del motore ed un eccesso
“allarme rosso”
inclusa, nonché 4 ore di inattività di calore nella zona di origine del
La priorità degli interventi di
annuali con una perdita
problema. Prima di supporre di
riparazione dovrebbe essere
economica di € 6000 all’ora.
aver individuato la causa,
innanzitutto stabilita in base alla Costo totale: € 5000 + (4 x €
effettuare un controllo incrociato
sicurezza (ossia intervenendo in
6000) = € 29.000 all’anno
tra le misure rilevate tramite la
primo luogo sulle apparecchiature
termocamera e quelle date da un
che costituiscono un rischio per la Follow-up
multimetro o da un multimetro a
sicurezza), seguita dalla criticità
Quando un’immagine termica
pinza.
delle apparecchiature e dal
indica che un intero conduttore
Né l’alimentatore né i circuiti
gradiente termico rilevato.
risulta più caldo degli altri
derivati devono essere caricati al
Le linee guida dell’ente NETA
componenti appartenenti a un
limite massimo consentito.
(InterNational Electrical Testing
settore di un circuito, è possibile
Le equazioni di carico del circuito
Association) consigliano di
che il conduttore sia più piccolo
devono tener conto delle
intervenire immediatamente
del normale o sovraccarico. Per
armoniche. La soluzione più
quando la differenza di
stabilire qual’è l’ipotesi corretta,
comune al sovraccarico consiste
temperatura (ΔT) tra componenti
controllare la potenza nominale e nel ridistribuire i carichi tra i
simili sottoposti a carichi simili
il carico attuale del conduttore.
circuiti oppure nel gestire il
supera i 15°C oppure quando il
Utilizzare un multimetro, un
sovraccarico quando i carichi si
valore ΔT tra la temperatura di un multimetro a pinza o un
presentano nel corso del
componente elettrico e quella
analizzatore di rete per
processo.
ambientale supera i 40°C.
controllare l’equilibrio e il carico
Grazie al software in dotazione,
Gli standard NEMA (NEMA MG1- della corrente su ciascuna fase.
è possibile documentare ogni
12.45) avvertono di non utilizzare Per quanto riguarda la tensione,
problema sospetto individuato
motori con squilibri di tensione
verificare che non avvengano
con una termocamera in un
superiori all’uno per cento. Infatti, variazioni di tensione a livello
report, includendo un’immagine
l’ente NEMA consiglia di
della protezione e del gruppo di
termica e un’immagine digitale
effettuare il derating dei motori
comando. In generale, la tensione dell’apparecchiatura. Questo è il
modo migliore di evidenziare i
problemi e di suggerire gli
Suggerimento per l’acquisizione delle immagini
interventi di riparazione.
L’uso principale della termografia è quello di individuare le anomalie elettriche e
meccaniche. È possibile che la temperatura di un dispositivo (anche relativa) non
sia sempre l’indicatore migliore di quanto sia prossimo il verificarsi di un guasto.
È necessario considerare anche molti altri fattori, tra cui le variazioni della
temperatura ambiente, i carichi meccanici o elettrici, le indicazioni visive, la
criticità dei componenti, gli storici di componenti simili, le indicazioni ottenute da
altri test, ecc. L’insieme di questi fattori dimostra che la termografia può essere
impiegata efficacemente nell’ambito di un programma di monitoraggio dello stato
complessivo di un’apparecchiatura e di manutenzione predittiva.
3. Ispezione dei cuscinetti
In caso di guasto dei cuscinetti di un motore,
il motore si riscalda e si avvia un processo di
deterioramento della lubrificazione.
Gli avvolgimenti si surriscaldano e il sensore
Molti programmi di manutenzione
predittiva (PdM) impiegano la
termografia per il monitoraggio
delle temperature di
un’apparecchiatura e prevedono
come rilevare ed evitare guasti
dell’apparecchiatura stessa
utilizzando i valori di temperatura
misurati. Attraverso l’impiego
delle termocamere a infrarossi
per l’acquisizione di mappe
bidimensionali delle temperature
dei cuscinetti e della sede del
motore, i tecnici sono in grado di
confrontare le temperature
della temperatura interviene ed arresta il
motore. Nel peggiore dei casi, l’albero si blocca,
il rotore si arresta e il motore si guasta
definitivamente.
operative correnti con i valori
di riferimento e individuare i
potenziali guasti.
relativamente piccoli (ad es. nei
rulli dei trasportatori) utilizzati in
dispositivi a bassa velocità,
fisicamente inaccessibili e
Cosa controllare
pericolosi da raggiungere durante
In generale, l’analisi delle
il funzionamento
vibrazioni è considerata la
dell’apparecchiatura, la
tecnologia PdM migliore per il
termografia è un’ottima
monitoraggio di grossi cuscinetti
alternativa all’analisi delle
che siano accessibili e che girano vibrazioni. Nella maggior parte
e a velocità relativamente
dei casi, è possibile effettuare
elevata, ma può essere effettuata un’indagine termografica con
in modo sicuro solo quando è
l’apparecchio in funzione a
possibile collocare i trasduttori sui distanza di sicurezza.
cuscinetti. Per cuscinetti
L’acquisizione di un’immagine
termografica con una
termocamera portatile richiede
meno tempo rispetto all’analisi
delle vibrazioni.
L’apparecchiatura meccanica deve
essere ispezionata quando si
verifica un surriscaldamento in
condizioni di stabilità di regime e
con carico normale. In questo
modo, è possibile interpretare le
misure come condizioni normali
di funzionamento.
Acquisire un’immagine termica
del cuscinetto da controllare e, se
possibile, acquisire immagini di
cuscinetti della stessa zona che
svolgono la stessa funzione o
simili, ad esempio memorizzare le
immagini di cuscinetti montati
alle stremità opposte di un nastro
trasportatore, dei rulli di una
macchina per la fabbricazione
della carta o di un altro supporto
sullo stesso albero.
Cosa cercare
L’albero e i cuscinetti surriscaldati possono essere indice di guasto dei cuscinetti, scarsa lubrificazione o
disallineamento.
I problemi a livello dei cuscinetti
vengono generalmente individuati
confrontando le temperature di
superficie di cuscinetti simili che
operano in condizioni analoghe.
Le condizioni di surriscaldamento
si presentano come “zone calde”
all’interno di un’immagine a
infrarossi e, generalmente,
vengono rilevate confrontando
apparecchiature simili. Nel
controllo dei cuscinetti di un
motore, questa procedura implica
il confronto delle temperature tra
la testa di motori diversi o tra lo
statore e la testa.
In generale, è opportuno creare
un percorso di ispezione regolare
che includa tutte le
apparecchiature con parti rotanti.
Se esiste già un percorso di
analisi delle vibrazioni, è
possibile aggiungere facilmente
la termografia alle attività di
monitoraggio dei cuscinetti. In
ogni caso, è opportuno salvare
un’immagine termica di ciascun
componente principale
dell’apparecchiatura sul computer
e tenere traccia delle misure nel
tempo, utilizzando il software in
dotazione con la termocamera. In
questo modo, si ottengono
immagini di riferimento con cui
effettuare il confronto.
Questa operazione consente di
determinare l’eventuale anomalia
di una zona calda e di verificare
se gli interventi di riparazione
sono stati efficaci.
Cosa indica un
“allarme rosso”
Le apparecchiature in condizioni
tali da costituire un rischio per la
sicurezza dovrebbero essere
riparate con priorità assoluta.
Inoltre, determinare la necessità
di un intervento su un impianto
per evitare che un cuscinetto
provochi il guasto di un
componente fondamentale
dell’apparecchiatura, è un’attività
che varia caso per caso e che
diventa sempre più semplice con
l’esperienza. Ad esempio, su una
linea difficile da monitorare, un
produttore di auto è passato
dall’analisi delle vibrazioni alla
combinazione di vibrazioni e
termografia per determinare che
le normali temperature operative
dei cuscinetti sulla linea
rientravano in un intervallo
specifico. Oggi un cuscinetto al di
sopra del limite normale di
funzionamento viene considerato
dal personale aziendale addetto
alla termografia, come una
situazione di “allarme”.
Quando si usa la termografia su
cuscinetti che normalmente non
vengono monitorati tramite
analisi delle vibrazioni o anche
durante controlli saltuari, cercare
di uniformarsi alle prescrizioni
delle case costruttrici e stabilire
alcuni criteri di “allarme”, come si
farebbe con altre tecnologie di
monitoraggio. Ad esempio,
potrebbe essere conveniente,
stabilire regole empiriche per i
differenziali di temperatura (ΔT)
per i cuscinetti impiegati su
particolari tipi di apparecchiature
che utilizzano metodi di lubrificazione specifici (ingrassaggio,
bagno di olio, ecc.).
Potenziale costo del guasto
In caso di guasto di un cuscinetto
in un motore, una pompa, un
dispositivo di azionamento o un
altro specifico componente
fondamentale, è possibile
effettuare l’analisi dei costi di
riparazione, manodopera e
dell’eventuale perdita di
produzione. In uno stabilimento
automobilistico, ad esempio, il
guasto di una pompa che si trova
sulla linea di produzione potrebbe
dare luogo a costi superiori a
€ 15.000 per interventi di
riparazione, a € 30.000 al minuto
per perdita di produzione e a
€ 600 al minuto per la
Suggerimento per l’acquisizione delle immagini:
Modificare le protezioni e le coperture delle apparecchiature sui trasportatori e i
componenti di azionamento in modo da rendere possibile l’ispezione dei cuscinetti
e degli accoppiamenti tramite termografia. Considerare l’installazione di uno
sportelletto cernierato o utilizzare una rete metallica al posto del metallo solido.
Nell’effettuare queste modifiche, assicurarsi di non compromettere la sicurezza del
personale.
manodopera. Quindi, vale la pena
mantenere la pompa in perfetta
efficienza.
Follow-up
Tutte le apparecchiature con parti
rotanti generano calore nei punti
di frizione in corrispondenza dei
cuscinetti. La lubrificazione riduce
la frizione e, di conseguenza,
riduce e dissipa il calore. La
termografia consente di
“fotografare” letteralmente questo
processo rivelando lo stato di
usura dei cuscinetti. Quando le
immagini termiche presentano un
cuscinetto surriscaldato, è
necessario creare una procedura
di manutenzione sia per la
sostituzione che per la
lubrificazione del cuscinetto.
L’analisi delle vibrazioni o un’altra
tecnologia PdM può essere d’aiuto
nella scelta del modo in cui
procedere.
Ogniqualvolta viene individuato
un problema tramite una
termocamera, utilizzare il
software correlato per
documentare i risultati in un
report, includendo un’immagine
termica e un’immagine digitale
dell’apparecchiatura. Questo è il
modo migliore per evidenziare i
problemi riscontrati e suggerire
gli interventi di riparazione.
4. Ispezione dei motori elettrici
I motori elettrici sono la spina dorsale
dell’industria. Il Dipartimento dell’energia degli
USA ha stimato che nei soli Stati Uniti esistono
40 milioni di motori impiegati nel settore
industriale e il fatto che tali motori assorbano
il 70% dell’elettricità consumata dalle industrie
ne dimostra l’importanza.
Un programma di prevenzione
dei guasti dispendiosi in uno
stabilimento trarrà grossi
vantaggi dall’introduzione della
termografia come tecnica di
monitoraggio dello stato dei
motori elettrici. Grazie a una
termocamera portatile è possibile
acquisire misure di temperatura a
infrarossi del profilo termico di un
motore sottoforma di un’immagine
bidimensionale.
Le immagini termiche rivelano le
condizioni di funzionamento dei
motori elettrici attraverso la loro
temperatura di superficie. Questo
tipo di monitoraggio è importante
poiché consente di prevenire
malfunzionamenti imprevisti dei
motori negli impianti principali di
processi produttivi, commerciali e
istituzionali. Tali misure
preventive sono importanti
perché il guasto di un impianto
fondamentale comporta
inevitabilmente aumenti dei costi,
un aggravio di manodopera e
materiali, nonchè, la riduzione
della produttività e, se non risolto,
può mettere a rischio la redditività
aziendale, e la sicurezza di
dipendenti, utenti e clienti.
Il corretto funzionamento dei cuscinetti viene
indicato da bassi valori di temperatura.
Ricordare: ogni motore è
progettato per funzionare a una
determinata temperatura interna.
Gli altri componenti non devono
essere necessariamente caldi
quanto l’alloggiamento del motore.
Cosa cercare
Tutti i motori devono riportare la
normale temperatura operativa
sulla targa. Nonostante la
fotocamera a infrarossi non sia in
grado di raggiungere l’interno del
motore, la temperatura della
superficie esterna è un indicatore
della temperatura interna.
L’aumento della temperatura
interna del motore provoca
l’aumento della temperatura
esterna. Quindi, un tecnico di
termografia già esperto di motori
può avvalersi di questa tecnologia
per identificare condizioni, quali
flusso d’aria insufficiente, guasto
imminente dei cuscinetti e
deterioramento dell’isolamento
nel rotore o nello statore di un
motore rilevando la temperatura
all’esterno del motore stesso.
In generale, è opportuno creare
un percorso di ispezione che
includa tutte le combinazioni
principali di motore/dispositivi di
Cosa controllare
azionamento. Quindi, salvare
È preferibile controllare i motori
un’immagine di ciascuna
quando lavorano nelle normali
combinazione sul computer e
condizioni di funzionamento.
tenere traccia delle misurazioni
A differenza di un termometro a
nel tempo. In questo modo, si
infrarossi che rileva la
ottengono le immagini di
temperatura in un singolo punto, riferimento con cui effettuare il
una termocamera è in grado di
confronto, questo consente di
acquisire contemporaneamente le determinare l’eventuale anomalia
temperature in migliaia di punti
di una zona calda e di verificare
diversi, in tutti i componenti
se gli interventi di riparazione
principali: motore, accoppiamento sono stati efficaci.
dell’albero, cuscinetti del motore
e dell’albero di trasmissione.
Cosa indica un
“allarme rosso”
Potenziale costo del guasto
delle griglie di aspirazione.
In caso di un motore specifico, è
Programmare una pulizia
Le apparecchiature in condizioni
possibile effettuare un’analisi in
completa del motore durante il
tali da costituire un rischio per la base al costo del motore, al tempo
successivo spegnimento
sicurezza dovrebbero essere
di inattività medio di una linea di
pianificato dell’impianto.
riparate con priorità assoluta.
produzione a seguito del guasto
b. Squilibrio di tensione o
Inoltre, tenere presente che
di un motore, alla manodopera
sovraccarico. La causa più
ciascun motore ha una
richiesta per sostituire il motore, ecc.
comune, un collegamento ad
temperatura operativa massima,
Senza dubbio, le perdite di
alta resistenza nel gruppo di
generalmente riportata sulla
produttività dovute al tempo di
comando, nel dispositivo di
targa, che rappresenta il valore di inattività variano in base al tipo
distacco o nella cassetta di
temperatura massimo consentito
di industria. Ad esempio, la
giunzione del motore, può
al di sopra della temperatura
perdita di produzione derivante
essere generalmente
ambiente (la maggior parte dei
da una macchina di fabbricazione
individuata tramite
motori è progettata per il
per la carta può essere pari a
un’ispezione termografica e
funzionamento a una temperatura € 3.000 all’ora, mentre nel caso
confermata utilizzando un
ambiente non superiore a 40°C).
di un’acciaieria la perdita può
multimetro, un multimetro a
In generale, ogni aumento di 10°C ammontare a € 1.000 al minuto.
pinza o un analizzatore di rete.
al di sopra della temperatura
c. Guasto imminente di un
nominale, dimezza la durata del
Follow-up
cuscinetto. Quando le
motore.
Se si sospetta un
immagini termiche indicano il
La pianificazione di regolari
surriscaldamento dovuto a una
surriscaldamento di un
ispezioni dei motori elettrici
delle condizioni riportate di
cuscinetto creare una
consente di identificare i motori
seguito, procedere come indicato:
procedura di manutenzione per
che iniziano a surriscaldarsi.
a. Flusso d’aria insufficiente.
sostituire o lubrificare il
Un’immagine termica iniziale è
Se è possibile spegnere
cuscinetto. Sebbene sia
sufficiente per rilevare l’eventuale
temporaneamente il motore
piuttosto costosa e richieda
aumento di temperatura di un
senza compromettere l’attività
l’intervento di un esperto,
motore rispetto a un altro motore
dell’impianto, tenere spento il
l’analisi delle vibrazioni spesso
che svolge le stesse funzioni.
motore per un periodo
risulta utile nella scelta del
sufficientemente lungo per
modo in cui procedere.
consentire la rapida pulizia
d. Deterioramento
dell’isolamento. Il tester
d’isolamento consente di
testare gli avvolgimenti di un
motore. Se l’isolamento
presenta segni di
deterioramento, provvedere
quanto prima alla sostituzione
del motore.
e. Disallineamento dell’albero.
Nella maggior parte dei casi,
l’analisi delle vibrazioni è in
Questa immagine termica presenta un motore freddo (sinistra) e una trasmissione calda (destra) con
un’anomalia relativa a una zona particolarmente calda segnalata dal colore bianco..
grado di confermare un
accoppiamento fuori
allineamento. Se è possibile
spegnere temporaneamente il
Suggerimento per l’acquisizione delle immagini:
motore, utilizzare i comparatori
Talvolta può risultare difficile ottenere una visione diretta del componente che si
a quadrante dei dispositivi di
desidera ispezionare, come un motore o un componente della trasmissione
allineamento laser per
montato in alto, nella parte superiore di una macchina. In questo caso, provare a
effettuare le correzioni.
usare uno specchio termico per vedere il riflesso del componente (un foglio di
Ogniqualvolta viene individuato un
alluminio di 3 mm di spessore può essere l’ideale).
problema tramite una termocamera,
Prestando la dovuta attenzione, introdurlo temporaneamente o montarlo
utilizzare il software correlato per
permanentemente in una posizione che favorisce l’ispezione dei componenti.
documentare i risultati in un
L’alluminio non deve essere troppo lucido per risultare efficace. Tuttavia, se si sta
report, includendo un’immagine
tentando di ottenere letture di temperatura reali (in opposizione a quelle
termica e un’immagine digitale
comparative), è necessario sapere come “caratterizzare” lo specchio e regolare
dell’apparecchiatura. Questo è il
le letture di emissività di conseguenza. Per far sì che questa tecnica funzioni, la
modo migliore per evidenziare i
superficie dello specchio deve essere pulita poiché la presenza di tracce oleose e/o
problemi riscontrati e suggerire gli
patine può alterare le proprietà riflettenti dello specchio.
interventi di riparazione.
Processo:
5.
ispezione dei sistemi a vapore
Secondo il Dipartimento dell’energia degli Stati
Uniti (DOE), più del 45% di tutto il carburante
utilizzato dalle industrie americane viene
consumato per produrre vapore. “Il vapore viene
utilizzato per il riscaldamento delle materie
prime e il trattamento dei prodotti semilavorati.
In generale, il vapore è un mezzo
molto efficiente per trasportare
l’energia termica poiché la
quantità di calore latente
richiesta per produrre vapore
dall’acqua è abbastanza grande e
il vapore viene facilmente
spostato negli impianti con
tubazioni pressurizzate in grado
di rilasciare l’energia a costi
accettabili. Quando il vapore
raggiunge il punto di utilizzo e
Inoltre, viene anche utilizzato come sorgente
di alimentazione per le apparecchiature, per
riscaldare gli edifici e generare elettricità. Ma il
vapore non è esente da costi. Ogni anno vengono
spesi miliardi di euro per alimentare le caldaie
di generazione del vapore”.
rilascia il suo calore latente
nell’ambiente o in un processo, si
condensa in acqua che viene poi
ricondotta nella caldaia dove
viene nuovamente trasformata in
vapore.
Esistono diverse tecnologie di
monitoraggio dei sistemi a vapore
utili a determinarne lo stato di
funzionamento. Tra queste
tecnologie vi è la termografia a
raggi infrarossi (IR). I tecnici
addetti utilizzano le immagini
termiche per ottenere immagini
bidimensionali delle temperature
di superficie delle
apparecchiature e delle strutture.
Le immagini termiche dei sistemi
a vapore rivelano le temperature
comparative dei componenti dei
sistemi e, di conseguenza,
indicano quanto sia efficace ed
efficiente il funzionamento dei
componenti dei sistemi a vapore.
Cosa controllare
L’uso di una combinazione di
ispezioni tramite ultrasuoni e
termografia migliora notevolmente
la diagnosi dei problemi dei
sistemi a vapore. Controllare tutti
gli scaricatori di condensa e le
linee di trasmissione del vapore,
In caso di corretto funzionamento, come mostrato in questo esempio, le immagini termiche degli scaricatori
di condensa devono mostrare un brusco cambiamento di temperatura.
incluse tutte le linee sotterranee.
Inoltre, effettuare la scansione
degli scambiatori di calore, delle
caldaie e delle apparecchiature a
vapore. In breve, esaminare con
una termocamera tutti i
componenti del sistema a vapore.
Cosa cercare
Gli scaricatori di condensa sono
valvole progettate per rimuovere
la condensa e l’aria dal sistema.
Durante le ispezioni, effettuare
test termici e ultrasonici per
individuare gli scaricatori di
condensa guasti e un loro
eventuale difetto di apertura o
chiusura.
In generale, se un’immagine
termica presenta un’elevata
temperatura di ingresso e una
bassa temperatura di uscita
(< 100°C), è indice che lo
scaricatore sta funzionando
correttamente. Se la temperatura
di ingresso è notevolmente
inferiore rispetto alla temperatura
del sistema, è indice che il vapore
non raggiunge lo scaricatore.
Verificare la presenza di un
problema a monte (una valvola
chiusa, un tubo ostruito, ecc.).
Se le temperature di ingresso e
uscita risultano uguali, è
probabile che lo scaricatore non
si sia aperto e che stia “soffiando
vapore” nella linea della condensa.
In questo caso il sistema continua
a funzionare ma con una grande
dispersione energetica. Basse
temperature di ingresso e uscita
indicano che lo scaricatore non si
chiude e la condensa sta
riempiendo lo scaricatore e la
linea di ingresso.
In caso di corretto funzionamento, come mostrato in questo esempio, le immagini termiche degli scaricatori
di condensa devono mostrare un brusco cambiamento di temperatura.
Mentre il sistema è operativo,
utilizzare una termocamera anche
per eseguire la scansione di:
linee di trasmissione del vapore
per rilevare la presenza di
ostruzioni, valvole chiuse e
perdite nelle linee di vapore
sotterranee; scambiatori di
calore per rilevare la presenza di
ostruzioni; caldaie, in modo
particolare i refrattari e
l’isolamento; apparecchiatura a
vapore per rilevare la presenza di
anomalie e riparazioni recenti
per confermarne l’efficacia.
Una buona soluzione è quella di
creare un percorso di ispezione
che includa tutti i componenti
chiave dei sistemi a vapore nello
stabilimento e ispezionare tutti gli
scaricatori almeno una volta
l’anno. Gli scaricatori più grandi o
quelli principali dovrebbero
essere ispezionati più spesso,
poiché tendono a guastarsi più
facilmente. Nel tempo questa
procedura consente di
determinare l’eventuale anomalia
di una zona calda o relativamente
fredda e di verificare se gli
interventi di riparazione sono
stati efficaci.
Cosa indica un
“allarme rosso”
sarà di circa € 3.000 all’anno.
Se nello stabilimento non è stata
effettuata alcuna manutenzione
sugli
scaricatori di condensa da 3 a
5 anni, si presume che il 15-30%
degli scaricatori siano guasti.
Quindi, se il sistema è dotato di
60 scaricatori di medie
dimensioni, è possibile che le
perdite annuali da sfiato (blowby) siano comprese tra
€ 27.000 e € 54.000.
Follow-up
Per il controllo delle prestazioni
degli scaricatori di condensa, le
tecniche principali da utilizzare
sono quelle “visive, acustiche e
termiche”. L’implementazione di
un programma di ispezioni annuali
degli scaricatori di condensa e
delle apparecchiature associate
tramite infrarossi ridurrà
probabilmente le perdite di vapore
del 50-75%.
Un approccio ragionevole a un
Potenziale costo del guasto programma di gestione dei sistemi
Il costo per uno stabilimento in
a vapore è la determinazione delle
cui si blocca completamente il
priorità di riparazione in base alla
sistema a vapore, varia in base al sicurezza, alla perdita di vapore/
tipo di industria.
energia e al potenziale impatto
Tra le industrie che utilizzano
sulla perdita di produzione e sulla
principalmente il vapore vi sono
qualità.
le industrie chimiche, le industrie Ogniqualvolta viene individuato
alimentari e delle bevande e le
un problema tramite una
industrie farmaceutiche.
termocamera, utilizzare il software
L’ammontare del costo dei tempi
correlato per documentare i
di inattività per queste industrie è risultati in un report, includendo
compreso tra € 700.000 e
un’immagine termica e
€ 1.100.000 all’ora.
un’immagine digitale
Da un altro punto di vista, in un
dell’apparecchiatura. Questo è il
sistema a vapore da 7 bar, se si
modo migliore per evidenziare i
verifica un problema di apertura
problemi riscontrati e gli interventi
di uno scaricatore di medie
di riparazione.
dimensioni, la perdita economica
Il vapore è molto caldo e spesso
viene trasmesso ad alta
pressione, quindi qualsiasi
condizione che costituisce un
rischio per la sicurezza deve
essere risolta con priorità
assoluta. In molte situazioni, la
successione nella soluzione dei
problemi può incidere sulle
capacità produttive.
Suggerimento per report:
Sul modulo del report, lasciare uno spazio vuoto per la programmazione di
un’ispezione di follow-up, ad esempio chiamandolo “termogramma” o
inserendo una data effettiva. Pianificare il lavoro in modo da effettuare
un’ispezione di follow-up subito dopo l’esecuzione degli interventi di
riparazione. Alcuni tecnici di termografia dedicano l’ultimo venerdì del mese a
questo tipo di attività. Ciò offre la possibilità di confermare l’efficacia della
riparazione e di motivare i tecnici addetti alla riparazione. Cosa più importante,
consente di scoprire la vera causa del problema e individuare i componenti
danneggiati. Questa procedura è fondamentale per la crescita a lungo termine
dei tecnici di termografia.
Termocamere
Fluke Serie Ti
Le termocamere Fluke Serie Ti rappresentano
una svolta nel campo della termografia e
facilitano la diffusione di questa potente
tecnologia. Progettate per le applicazioni
industriali, questi prodotti mettono la
Funzioni termografiche a
portata di mano
Facili da utilizzare, grazie alla
funzione “punta e scatta”
eseguibile con una sola mano
e all’intuitiva guida a video,
le termocamere Serie Ti non
richiedono un training speciale
per ottenere misure precise.
È sufficiente puntare il bersaglio,
mettere a fuoco lo strumento e
l’intervallo di temperatura viene
regolato automaticamente per
presentare un’immagine nitida.
Quando si aziona il meccanismo
di attivazione, l’immagine e la
misura associata vengono salvate
contemporaneamente in memoria.
termografia a disposizione del personale
di assistenza e manutenzione che conosce
perfettamente le esigenze dello stabilimento
e dei macchinari degli impianti.
Robusti e affidabili
Fluke è in grado di offrire una
delle più vaste gamme di
strumenti per test elettrici e
diagnostici e le termocamere
della Serie Ti fanno da
complemento. Come tutti gli altri
strumenti Fluke, sono dei prodotti
affidabili, solidi e realizzati per
resistere alle difficili condizioni di
lavoro degli ambienti industriali.
Fluke. Keeping your world
up and running.
Fluke Italia s.r.l.
Viale Lombardia, 218
20047 Brugherio (Mi)
tel. 039.28973.1 - fax 039.2873556
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